一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定及使用方法与流程

本发明涉及单晶硅生产，特别是涉及一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定及使用方法。

背景技术：

1、硅是目前最常见、应用最广的新型材料之一。在单晶硅的生产工艺中，引晶功率是控制拉晶过程的一个重要参数。由于设备炉型、热场存在差异，且热场在使用过程中存在性能衰减、损耗、换件等，而人工修正引晶功率受限于经验，且需考虑因素过多，难以根据每台的设备情况进行引晶功率的精准修正。当所确定的引晶功率不合理时，即使可以正常完成引晶，但进入放肩后，引晶功率偏差造成放肩过程直径增长速度不一致，也容易导致放肩扩断或者等径断苞。

2、目前人工修正引晶功率没有成体系的标准，主观经验影响大，考虑因素复杂，修正值难以精准，不能保证不同炉台、炉次、根次间修正法的统一，不利于提升各拉晶工序的拉速、晶体形状、温度的一致性，对产量也有着负面影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定及使用方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，包括：

4、获取直拉单晶炉的历史生产数据；

5、对所述历史生产数据进行数据处理，得到引晶功率影响因子；

6、基于所述引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型；

7、确定当前工作段对应的计算模型，并通过计算模型计算当前工作段的引晶功率。

8、作为本发明所述用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法的一种优选方案，其中：所述直拉单晶炉的历史生产数据包括：上炉首段引晶功率、上段引晶功率、引晶拉速、放肩时长、剩料量、换热器水流量、换热器水温、炉台运行时间、炉台热场部件更换数据。

9、作为本发明所述用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法的一种优选方案，其中：所述对历史生产数据进行数据处理，得到引晶功率影响因子包括：

10、对所述历史生产数据进行分类，得到首段引晶功率数据和循环段引晶功率数据；

11、根据所述炉台热场部件更换数据获取热场部件更换对拉晶影响因子x；

12、根据所述引晶拉速和放肩时长获取引晶拉速影响因子z和放肩时长影响因子r；

13、对所述循环段引晶功率数据进行层别处理，得到引晶功率层别影响因子q、剩料量层别影响因子y、运行时间层别影响因子l。

14、作为本发明所述用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法的一种优选方案，其中：所述基于引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型包括：

15、构建首段引晶功率计算模型，所述首段引晶功率计算模型为：首段引晶功率=上炉首段引放成功引晶功率+x*x+z*z+r*r，其中，x为热场部件更换对拉晶影响因子x的阈值，z为引晶拉速影响因子z的阈值，r为放肩时长影响因子r的阈值；

16、构建循环段引晶功率计算模型，所述循环段引晶功率计算模型为：首段引晶功率=上段引晶功率+x*x+z*z+r*r+q*q+y*y+l*l，其中，q为引晶功率层别影响因子q的阈值，y为剩料量层别影响因子y的阈值，l为运行时间层别影响因子l的阈值。

17、作为本发明所述用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法的一种优选方案，其中：在所述基于所述引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型之后，还包括：

18、周期性地对所述引晶功率影响因子进行更新，并对所述首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型进行更新。

19、作为本发明所述用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法的一种优选方案，其中：更新周期为两个月。

20、本发明还提供了一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率使用方法，包括：

21、将计算得到的当前工作段的引晶功率导入至炉台控制系统，并将其设置为当前工作段的引晶功率。

22、本发明的有益效果是：

23、（1）本发明通过大数据分析及模型构建，将原有人工凭经验判断引晶功率替换为模型自动计算，提高了生产自动化水平，降低了对人员经验的依赖。

24、（2）本发明将通过计算模型优化为分段模型，即首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型，可根据炉台实时运行数据，判断炉台运行状态，并根据炉台运行状态选择对应的计算模型计算引晶功率，有效提高了引晶功率的准确率。

25、（3）本发明根据炉台热场部件更换数据获取热场部件更换对拉晶影响因子x，有效避免了更换热场石墨件以及不同坩埚后导致引晶功率偏差较大的问题，进一步提高了引晶功率的预测准确率。

技术特征：

1.一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：所述直拉单晶炉的历史生产数据包括：上炉首段引晶功率、上段引晶功率、引晶拉速、放肩时长、剩料量、换热器水流量、换热器水温、炉台运行时间、炉台热场部件更换数据。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：所述对历史生产数据进行数据处理，得到引晶功率影响因子包括：

4.根据权利要求3所述的用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：所述基于引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型包括：

5.根据权利要求1所述的用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：在所述基于所述引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型之后，还包括：

6.根据权利要求5所述的用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定方法，其特征在于：更新周期为两个月。

7.一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率使用方法，其特征在于：包括：

技术总结
本发明公开了一种用于太阳能级别单晶硅生产的引晶功率确定及使用方法，涉及单晶硅生产技术领域，包括：获取直拉单晶炉的历史生产数据；对所述历史生产数据进行数据处理，得到引晶功率影响因子；基于所述引晶功率影响因子分别构建首段引晶功率计算模型和循环段引晶功率计算模型；确定当前工作段对应的计算模型，并通过计算模型计算当前工作段的引晶功率。通过大数据分析以及模型构建，将原本人工凭经验判断引晶功率替换为模型自动计算，不仅提高了生产自动化水平，降低了对人员经验的依赖，而且大大提高了引晶功率的准确率。

技术研发人员：何玉玺,王鑫,王艺澄,王军磊,付星月
受保护的技术使用者：包头美科硅能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31